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ZnO作为一种传统的半导体金属氧化物(MOS)材料,具有制备过程简单、设备成本低廉、形貌结构丰富和物理化学性能敏感等一些优点,因此在传感器领域被普遍使用。而对传统的半导体金属氧化物ZnO纳米材料进行形貌结构控制和复合掺杂改性是目前提高ZnO基气敏传感器性能的主要研究方向。本论文通过简单的水热合成法制备出了纯ZnO、Rh掺杂ZnO(RZO)、Sn掺杂ZnO(SZO)和Sn-Rh共掺杂ZnO(SRZO)纳米材料,并对各产物的成分、结构和形貌进行常规表征分析,探讨Sn、Rh掺杂后对ZnO形貌与结构的影响。然后将水热合成的纳米粉体制成旁热式结构的气敏元件,测试各气敏元件对常见的有机挥发性气体(VOCs)气敏性能,并探讨其气敏机理。得到如下结果: (1)以硝酸锌和六次甲基四胺(HMT)为原料以及氯化铑和四氯化锡分别作为铑和锡掺杂源,通过一步简单水热合成法制备出了纯ZnO、RZO纳米粉体,然后通过改变水热合成温度和时间以及退火温度同样的实验过程制得了ZnO、SZO、SRZO纳米粉体。并对它们的成分、晶体结构和表面形貌进行表征分析,表明得到的ZnO、RZO和SRZO材料均为纳米级别且晶体结构为纤锌矿结构,表面形貌主要为多孔纳米片和颗粒堆叠形成。 (2)通过气敏测试发现,摩尔比为1%的Rh掺杂ZnO较纯ZnO气敏元器件对乙醇、丙酮、甲醛、甲苯和二甲苯这五种气体具有较低的工作温度和较快的响应-恢复速率。并且在340℃时对100ppm丙酮气体的灵敏度达到了142,远远高于其它几种测试气体。 (3)气敏测试结果显示SRZO气敏元件较SZO和ZnO气敏元件工作温度都有所降低但同样拥有在较高工作温度下的快速响应恢复能力。并且在300℃时,对不同浓度的乙醇气体测试发现SRZO具有较宽的检测范围和较低的检测极限。特别是对较低浓度5ppm乙醇气体的灵敏度达到5.83,能够很好地满足实际检测的需要。 (4)通过对比RZO和SRZO气敏元器件,发现加入Sn元素时不仅可以降低Rh元素的掺杂量,还可以提高其气敏性能。